SKRIPSI – ME141501 PERANCANGAN COLD STORAGE PADA PALKA KAPAL IKAN 30 GT DENGAN ISOLASI DARI BAHAN CAMPURAN HDPE DAN SEKAM PADI Sulfia Anizar A S NRP 04211440000059 Dosen Pembimbing Ir. Agoes Santoso, M.Sc. M.Phil DEPARTEMEN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2018
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
i
SKRIPSI – ME141501
PERANCANGAN COLD STORAGE PADA PALKA KAPAL IKAN 30
GT DENGAN ISOLASI DARI BAHAN CAMPURAN HDPE DAN
SEKAM PADI
Sulfia Anizar A S NRP 04211440000059 Dosen Pembimbing Ir. Agoes Santoso, M.Sc. M.Phil
DEPARTEMEN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2018
i
SKRIPSI – ME 141501
PERANCANGAN COLD STORAGE PADA PALKA KAPAL IKAN 30 GT DENGAN ISOLASI DARI BAHAN CAMPURAN HDPE DAN SEKAM PADI Sulfia Anizar A S NRP 04211440000059
Dosen Pembimbing Ir. Agoes Santoso, M.Sc. M.Phil
DEPARTEMEN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2018
ii
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
iii
SKRIPSI – ME 141501
COLD STORAGE DESIGN AT FISHING VESSEL 30GT WITH ISOLATION OF MIXED MATERIALS HDPE AND RICE HUSK Sulfia Anizar A S NRP 04211440000059
Supervisors Ir. Agoes Santoso, M.Sc. M.Phil
DEPARTEMEN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2018
iv
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
vi
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
viii
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
ix
Perancangan Cold Storage Pada Palka Kapal Ikan 30 GT Dengan Isolasi Dari
Yuniar, dan Shanty yang selalu mewarnai hari-hari penulis dengan keceriaan
dan memberikan semangat tiada hentinya dikala sedih maupun senang dan
selalu menjadi penghibur dan menjadi tempat curhat penulis.
16. Tiga Serangkai tercinta : M. Syahirul Mubarok dan Raka Sukma sahabat penulis
yang selalu menjadi teman curhat, memberikan hiburan serta selalu tidak sedih
dan keberatan apabila direpotkan oleh penulis.
17. Perempuan-perempuan terbaik Superwoman angkatan 2014 yang menjadi
squad wanita terkuat diangkatan 2014.
18. Seluruh keluarga besar MERCUSUAR ’14 yang selalu mendukung dan
membantu selama perkuliahan di tahun pertama hingga tahun terakhir di
Departemen Teknik Sistem Perkapalan.
19. Seluruh kakak tingkat BISMARCK ’12 yang telah memberikan bimbingan dan
wawasan yang luas bagi penulis, kepada kakak tingkat BARAKUDA ’13
sebagai kaka tingkat terdekat yang sudah memberikan pengalaman
berorganisasi dan memberikan ilmu yang bermanfaat selama ini, serta Salvage
’15 dan Voyage ’16 sebagai adik tingkat yang selalu mensupport dan
mendoakan penulis dalam proses pengerjaan tugas akhir ini.
20. Kepada pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu, terima kasih atas segala
bantuan dan dukungan yang telah diberikan kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa penelitian yang dilakukan dalam tugas akhir ini jauh
dari sebuah kesempurnaan, oleh karena itu kritik dan saran sangat terbuka untuk
membangun dan kebaikan bersama kedepannya bagi penulis.
Akhir kata, penulis berharap semoga apa yang tertulis dalam tugas akhir ini dapat
memberikan manfaat bagi penulis khususnya maupun pembaca pada umumnya.
Surabaya, Juli 2018
Penulis
xv
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................ v LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................................... vii KATA PENGANTAR .................................................................................................xiii DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xvii DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xix BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1 1.2 Perumusan Masalah .......................................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah ............................................................................................... 2 1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 2 1.5 Manfaat ............................................................................................................. 2
BAB III METODE PENELITIAN ............................................................................... 19 3.1 Metodologi Penelitian ..................................................................................... 19 3.2 Perumusan Masalah ........................................................................................ 20 3.3 Studi Literatur ................................................................................................. 20 3.4 Pembuatan Spesimen ...................................................................................... 21 3.5 Pengujian Spesimen ........................................................................................ 21 3.6 Pembuatan Prototype ...................................................................................... 23 3.7 Pelaksanaan Percobaan ................................................................................... 24 3.8 Analisa dan Pembahasan ................................................................................ 24 3.9 Kesimpulan ..................................................................................................... 24
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ................................................................ 25 3.1 Spesimen Komposit ......................................................................................... 25 3.2 Pengujian Komposit ........................................................................................ 27 4.3 Pengujian Prototype Cold Storage ................................................................. 41 4.4 Perhitungan Matematis Distribusi Temperatur Prototype ............................... 45 4.5 Perhitungan Biaya ........................................................................................... 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 53 5.1 Kesimpulan ...................................................................................................... 53 5.2 Saran ................................................................................................................ 54
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................... 55 LAMPIRAN 1
LAMPIRAN 2
BIODATA PENULIS
xvi
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Biji Plastik Jenis High Density Poliethylene (HDPE)................................. 7 Gambar 2.2 Sekam Padi................................................................................................ 10 Gambar 2.3 Skema Pengujian ASTM E1225 – 3 ......................................................... 15 Gambar 2.4 Desain Alat Pengujian ............................................................................... 16 Gambar 3.1 Diagram Alur Pengerjaan Tugas Akhir .................................................... 19 Gambar 3.2 Lanjutan Diagram Alur Pengerjaan Tugas Akhir ..................................... 20 Gambar 3.3 Alat Pengujian Konduktivitas Termal ....................................................... 22 Gambar 3.4 Desain Protoype Cold Storage Pada Palka Kapal Ikan 30 GT ................. 23 Gambar 4.1 Spesimen Uji Konduktivitas Termal dan Massa Jenis. (a)Komposisi 50:50
(b)Komposisi 60:40 (c)Komposisi 70:30 .................................................. 26 Gambar 4.2 Perangkat Alat Pengujian Konduktivitas Termal ...................................... 28 Gambar 4.3 Grafik pengujian konduktivitas termal ..................................................... 38 Gambar 4.4 Spesimen Uji Massa Jenis ......................................................................... 39 Gambar 4.5 Grafik Hasil Perhitungan Massa Jenis ...................................................... 41 42 Gambar 4.6 Prototype Cold Storage ............................................................................. 42 Gambar 4.7 Grafik perbandingan pengujian prototype ................................................ 44 Gambar 4.8 Grafik Laju Perpindahan Kalor ................................................................. 46
xviii
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
xix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Karateristik HDPE ........................................................................................... 8 Tabel 2.2 Perbandingan Tegangan dan Tarik NDU dan DU ........................................... 8 Tabel 2.3 Komposisi Sekam Padi .................................................................................... 9 Tabel 2.4 Properties dari xylene .................................................................................... 11 Tabel 2.5 Konduktivitas Termal Bahan ......................................................................... 14 Tabel 4.1 Kebutuhan Spesimen Uji Konduktivitas Termal dan Massa Jenis ................ 25 Tabel 4.2 Data Pengujian Konduktivitas Termal Spesimen 50:50 ................................ 28 Tabel 4.3 Data Pengujian Konduktivitas Termal Spesimen 60:40 ................................ 29 Tabel 4.4 Data Pengujian Konduktivitas Termal Spesimen 70:30 ................................ 29 Tabel 4.5 Konduktivitas Termal Spesimen 50 : 50 ....................................................... 32 Tabel 4.6 Konduktivitas Termal Spesimen 60:40 ......................................................... 34 Tabel 4.7 Konduktivitas Termal Spesimen 70 : 30 ....................................................... 37 Tabel 4.8 Konduktivitas Termal Setiap Spesimen ......................................................... 38 Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Massa Jenis ...................................................................... 40 Tabel 4.10 Pengukuran Temperatur Prototype isolasi Cold Storage ............................ 42 Tabel 4.11 Perhitungan Perpindahan Panas Pada Prototype ......................................... 45 Tabel 4.12 Ukuran Utama Kapal Purse Sein 30 GT ...................................................... 47 Tabel 4.13 Harga barang satuan di pasar ....................................................................... 47 Tabel 4.14 Perhitungan volume luar pada palkah 1 ....................................................... 48 Tabel 4.15 Perhitungan volume dalam pada palkah 1 ................................................... 48 Tabel 4.16 Kebutuhan Produksi Pada Palkah 1 ............................................................. 49 Tabel 4.17 Perhitungan Volume Luar Pada Palkah 2 .................................................... 49 Tabel 4.18 Perhitungan volume dalam pada palkah 2 ................................................... 50 Tabel 4.19 Kebutuhan produksi pada palkah 2.............................................................. 50 Tabel 4.20 Perhitungan Volume Luar Pada Palkah 3 .................................................... 51 Tabel 4.21 Perhitungan Volume Dalam Pada Palkah 3 ................................................. 51 Tabel 4.22 Kebutuhan Produksi Pada Palkah 3 ............................................................. 52 Tabel 4.23 Perhitungan Untuk Biaya Pekerja ................................................................ 52 Tabel 4.24 Total Biaya Pembuatan Insulasi .................................................................. 52
xx
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Hasil penangkapan ikan merupakan salah satu jenis pangan yang perlu mendapat
perhatian sekarang ini. Penggunaan isolator atau bahan penyekat panas dalam palka kapal
ikan sangat mempengaruhi kualitas dari ikan yang diangkut, hal ini karena isolator
mampu menjaga suhu pada ruang palka. Dalam proses penangkapan ikan, nelayan-
nelayan tradisional yang lama melautnya one day one fishing terkadang hanya membawa
es balok untuk mengawetkan ikan hasil tangkapan agar tetap segar saat tiba di darat atau
pelabuhan. Namun penggunaan es balok masih kurang efektif karena memiliki banyak
kelemahan, salah satunya adalah cepat mencair. Selain itu, penggunaan es balok
membutuhkan ruang yang cukup banyak, hal ini mempengaruhi penempatan hasil
tangkapan.
Ada beberapa cara agar es balok tidak mudah mencair, yaitu dengan cara
penggunaan isolasi pada palka kapal ikan tradisional. Penggunaan palka berinsulasi dapat
menghambat pencairan es balok selama proses penangkapan. Penggunaan insulasi dapat
mempertahankan jumlah es balok mencapai 20-30% bahkan dapat mencapai 50% saat
proses pendaratan dan pembongkaran. (Nasution,2014). Bahan isolasi pada kapal ikan
yang sering digunakan adalah polyurethane. Polyurethane merupakan bahan campuran
antara karet dan plastik yang memiliki keunggulan stabil dalam temperatur dingin dan
panas. Namun biaya penggunaan dan pembuatan insulasi ini membutuhkan biaya yang
mahal, sehingga diperlukan alternatif baru untuk insulasi palka (cold storage) pada kapal
ikan yang lebih terjangkau.
Beberapa penelitian mengenai bahan alternatif untuk insulasi kapal ikan
tradisional telah dilakukan. Dalam tugas akhir yang membahas tentang penggunaan
limbah serbuk kayu sebagai polyurethane pada insulasi palka kapal ikan tradisional
dengan komposisi 40 : 60 mampu mempertahan es balok hingga mencair pada jam ke-
34. Dalam tugas akhir yang membahas tentang penggunaan campuran sekam padi dengan
perekat semen putih dengan komposisi 1 : 1 masih belum mampu menyetarakan
konduktivitas thermal dari bahan styrofoam.
Dari beberapa pengembangan insulasi pada kapal ikan tradisional diperlukan
penelitian lebih lanjut untuk isolasi pada palka kapal ikan. Penggunaan HDPE ini sangat
aman untuk makanan karena memiliki standar food grade. Untuk menindak lanjuti
penelitian yang telah dikembangkan, maka penulis ingin mengembangkan isolasi dengan
perancangan cold storage pada kapal ikan 30 GT menggunakan bahan murni HDPE
dengan campuran sekam padi. Tugas akhir pada perancangan ini bertujuan untuk
mengukur ketebalan isolasi pada cold storage kapal ikan 30 GT bergantung pada lamanya
waktu berlayar dan mengetahui efektivitas dari penggunaan HDPE dan sekam padi
dengan bahan yang biasa digunakan pada cold storage. Dari penelitian ini penulis
berharap bahwa material HDPE dan sekam padi dapat menjadi bahan alternatif sebagai
isolasi cold storage pada kapal ikan.
2
1.2 Perumusan Masalah
Rumusan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ada tiga, yaitu :
1. Bagaimana kemampuan komposit campuran HDPE dan sekam padi melalui
pengujian?
2. Bagaimana perbandingan campuran HDPE dengan sekam padi yang optimal
sebagai isolasi cold storage pada palka kapal ikan 30GT?
3. Bagaimana perancangan cold storage pada palka kapal ikan 30 GT dengan
menggunakan isolasi dari bahan HDPE dengan sekam padi?
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dibuat agar lingkup penelitian ini lebih fokus, yaitu:
1. Dalam penelitian ini hanya berfokus pada pengujian konduktivitas termal dari
bahan biji plastik HDPE dengan sekam padi.
2. Data kapal dalam perancangan cold storage menggunakan kapal ikan 30 GT.
3. Dalam penelitian hanya berfokus pada pembuatan prototype.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui kemampuan komposit campuran HDPE dan sekam padi melalui
pengujian.
2. Mengetahui perbandingan campuran HDPE dengan sekam padi yang optimal
sebagai isolasi cold storage pada palka kapal ikan 30GT.
3. Membuat perancangan cold storage pada palka kapal ikan dengan
menggunakan isolasi dari bahan campuran HDPE dengan sekam padi.
1.5 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Dalam penelitian ini diharapkan penggunaan campuran bahan HDPE dengan
sekam padi dapat bermanfaat untuk nelayan tradisional sebagai isolator pada
cold storage di kapal ikan.
2. Sebagai inovasi dan bahan alternatif pendingin ikan yang efektif dikapal ikan
30 GT.
3. Mengurangi limbah sekam padi yang ada di masyarakat.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Kapal Perikanan
Kapal merupakan kendaraan untuk mengangkut barang dan penumpang pada
daerah yang memiliki wilayah perairan tertentu. Konstruksi kapal memiliki fungsi
tertentu bergantung pada tiga faktor utama, yaitu jenis (macam) kargo yang di bawa,
material pembuatan kapal, dan daerah operasi (pelayaran) kapal. Sesuai dalam pasal 1
undang-undang nomor 31 tahun 2004 tentang perikanan, menyatakan bahwa “kapal
perikanan adalah kapal, perahu, atau alat apung lain, yang di pergunakan untuk
melakukan penangkapan ikan, mendukung operasi penangkapan ikan, pembudidayaan
ikan, pengangkutan ikan, pelatihan perikanan,dan penelitian atau eksplorasi perikanan.”
Kapal pengangkut ikan adalah kapal yang secara khusus dipergunakan untuk mengangut
ikan, termasuk memuat, menampung, menyimpan, mendinginkan, atau mengawetkan
ikan. (Furkanudin, 2008)
Purse seine adalah alat yang digunakan untuk menangkap ikan pelagis yang
membentuk gerombolan. Ikan yang menjadi tujuan penangkapan dari purse seine adalah
ikan – ikan “pelagic shoaling species” yang berarti ikan – ikan tersebut haruslah
membentuk gerombolan, berada di dekat dengan permukaan air dan sangatlah diharapkan
pula gerombolan ikan tersebut tinggi, yang berarti jarak ikan dengan ikan lainnya
haruslah sedekat mungkin. Prinsip penangkapan ikan dengan purse seine adalah
melingkari gerombolan ikan dengan jaring, sehingga jaring tersebut membentuk dinding
vertical, dengan demikian gerakan ikan kearah horizontal dapat dihalangi. Setelah itu,
bagian bawah jaring dikerucutkan untuk mencegah ikan lari kebawah jaring.
Satuan armada penangkapan ikan adalah kelompok kapal perikanan yang
dipergunakan untuk menangkap ikan jenis pelagis yang bermigrasi dan dioperasikan
dalam satu kesatuan system operasi penangkapan atau dalam satu keatuan manajemen
usaha, yang terdiri dari kapal penangkap ikan, kapal pembantu penangkap ikan, dan kapal
pengangkut ikan, atau kelompok kapal pengangkut ikan dalam suatu manajemen usaha
penangkapan. (Wibawa, n.d.)
Kapal ikan dibagi berdasarkan alat tangkapnya, yaitu :
a. Kapal pukat hela
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan pukat hela yang dilengkapi
dengan salah satu atau beberapa perlengkapan penangkapan ikan berupa
pangsi pukat, penggantung, tempat peluncur dan batang rentang.
b. Kapal pukat cincin
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan pukat cincin yang dilengkapi
dengan salah satu atau beberapa perlengkapan penangkapan ikan berupa
blok daya, derek tali kerut, sekoci kerja dan tempat peluncur.
c. Kapal penggaruk
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan alat tangkap penggaruk yang
dilengkapi dengan salah satu atau beberapa perlengkapan penangkapan ikan
berupa pangsi penggaruk dan batang rentang.
4
d. Kapal jaring angkat
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan alat tangkap jaring angkat yang
dilengkapi dengan salah satu atau beberapa perlengkapan penangkapan ikan
berupa pangsi jaring angkat, batang rentang depan dan belakang serta lampu
pengumpul ikan.
e. Kapal jaring insang
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan alat tangkap jaring insang yang
dilengkapi dengan salah satu atau beberapa perlengkapan penangkapan ikan
berupa pangsi penggulung jaring.
f. Kapal pemasang perangkap
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan alat tangkap perangkap yang
dilengkapi dengan salah satu atau beberapa perlengkapan penangkapan ikan
berupa pangsi penarik tali tangkap.
g. Kapal pancing (Rawai Tuna atau Longline)
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan pancing yang dilengkapi
dengan salah satu atau beberapa perlengkapan penangkapan ikan berupa
penarik/penggulung tali (line hauler), pengatur tali, pelempar tali, bangku
umpan, ban berjalan, bak umpan hidup atau mati dan alat penyemprot air.
2.2 Ruang Palka
Palka merupakan suatu ruangan didalam kapal yang memiliki fungsi sebagai
penyimpanan ikan sementara hasil tangkapan selama berlayar. Keuntungan terbesar dari
suatu operasi penangkapan ikan adalah dengan memperbanyak hasil tangkapan dan
memaksimalkan usaha mempertahankan tingkat dari kesegaran ikan sampai ke tangan
konsumen. Hal ini bertujuan agar mendapat harga jual yang tinggi per satuan berat ikan.
Bentuk palka secara umum dibedakan menjadi dua, yaitu berbentuk ruang empat persegi
dan berbentuk mengikuti bentuk badan kapal dibagian dasar dan atau sisi samping.
Persyaratan palka kapal ikan di bagi menjadi 4 bagian, antara lain sebagai berikut:
1. Persyaratan teknis, yang harus dipenuhi oleh palka adalah mampu
meminimalkan pengaruh panas yang masuk ke dalam palka. Panas yang masuk
ke dalam palka akan memperbesar beban pendinginan. Akibatnya, penurunan
suhu tubuh ikan menjadi lebih lama dan usaha menstabilkan suhu ruang
penyimpanan juga menjadi terganggu karena adanya fluktuasi.
2. Persyaratan ekonomis, ukuran ruang palka jangan terlalu luas, tetapi juga jangan
terlalu sempit. Luas palka harus disesuaikan dengan kemampuan kapal dalam
beroperasi dan menangkap ikan. Ruang yang terlalu luas dan tidak sesuai dengan
hasil tangkapan yang diperoleh akan menyebabkan banyak ruang yang kosong
tidak terisi. Semakin luas ruang palka maka panas juga semakin besar sehingga
media pendingin yang diperlukan lebih banyak. Dengan demikian, biaya
pendinginan menjadi lebih besar.
3. Persyaratan sanitasi dan higienis, palka ikan harus memiliki sistem sanitasi dan
higienis yang baik. Hal ini bertujuan agar palka dapat dibersihkan dengan mudah,
5
baik sebelum, maupun sesudah penyimpanan ikan. Palka yang kotor dapat
menjadi sumber bersarangnya bakteri dan mikroorganisme lain. Sementara ikan
merupakan bahan pangan yang sangat mudah terkontaminasi, terutama oleh
bakteri. Oleh karena itu, permukaan palka yang mungkin bersinggungan
langsung dengan ikan harus dibuat dari bahan-bahan yang kedap air, mudah
dibersihkan, dan mempunyai permukaan yang halus.
4. Persyaratan biologis, palka harus dibuat dengan drainase yang baik untuk
mengeluarkan air lelehan es, lendir, dan darah yang mungkin yang terkumpul di
dasar palka. Selama penyimpanan dalam palka, es yang digunakan dalam
penanganan ikan akan mencair dan air lelehan ini akan melarutkan kotoran-
kotoran dan darah ikan. Air lelehan tersebut, jika tidak dikeluarkan, akan
menggenangi dasar palka dan menjadi sumber pencemaran yang serius karena
dalam air tersebut banyak mengandung bakteri.
Penggunaan palka pada kapal ikan sudah semakin maju, salah satunya adalah
penggunaan palka yang diisolasi atau biasa disebut dengan cold storage. Pemakaian
palka berisolasi ini bertujuan untuk menekan sekecil mungkin penggunaan es balok
sehingga ruang untuk menampung ikan akan lebih banyak. Keuntungan dengan
penggunaan palka berisolasi yaitu pengurangan beban pengangkutan kapal ke tempat
penangkapan, pemanfaatan banyak ruang untuk keperluan yang lainnya, dan penguran
biaya dalam pendinginan ikan.
Palka berinsulasi adalah tempat atau wadah yang dibuat dengan lapisan
kekedapan yang dapat menghambat laju perpindahan panas untuk menjaga suhu didalam
wadah/tempat yang bersifat tetap (fixed) ataupun dapat dipindahkan (portable) dari dan
ke kapal perikanan yang bertujuan untuk mempertahankan kualitas hasil tangkapan.
(Hidayat, 2017). Manfaat dari penggunaan palka berinsulasi yaitu menghemat sistem
pendingin es dan mutu kesegaran ikan dapat dipertahankan, meningkatkan harga jual
ikan, waktu operasi penangkapan ikan lebih lama, memperkecil tingkat kerusakan ikan
hasil tangkapan, meningkatkan pendapatan nelayan. Tipe dan ukuran dari cold storage
ditentuka oleh kebutuhan pendingin atau beban yang harus dihitung berdasarkan produk
dan kebutuhan storage. Beban pendingin sangat sensitif terhadap produk yang akan di
Gambar 4.2 Perangkat Alat Pengujian Konduktivitas Termal
Gambar 4.2 merupakan perangkat yang digunakan dalam pengujian
konduktivitas termal spesimen dari bahan isolator non-logam. Dalam
pengujian konduktivitas termal didapat data sebagai berikut :
Tabel 4.2 Data Pengujian Konduktivitas Termal Spesimen 50:50
Pengambilan
ke - Volt Arus
T eks
(oC)
T1
(oC)
T2
(oC)
T3
(oC)
T4
(oC)
T5
(oC)
1 220 1.4 100 103.5 102.8 97.6 72.5 54
2 220 1.4 100 103.4 102.8 97.6 72.7 54.3
3 220 1.4 100 103.8 103 97.8 73.1 54.8
4 220 1.4 100 104 103.3 98.2 73.7 55.4
5 220 1.4 100 103.7 103.1 98.1 73.9 55.5
29
Tabel 4.3 Data Pengujian Konduktivitas Termal Spesimen 60:40
Pengambilan
ke - Volt Arus
T
eks
(oC)
T1
(oC)
T2
(oC)
T3
(oC)
T4
(oC)
T5
(oC)
1 220 1.4 100 99.7 99 93.2 68.8 63.3
2 220 1.4 100 99.7 99 93.2 68.8 63.3
3 220 1.4 100 99.9 99.3 93.7 69.4 63.9
4 220 1.4 100 100 99.2 93.8 69.6 64.2
5 220 1.4 100 99.7 99.1 93.6 69.6 64.1
Tabel 4.4 Data Pengujian Konduktivitas Termal Spesimen 70:30
Pengambi
lan ke - Volt Arus
T
eks
(oC)
T1
(oC)
T2
(oC)
T3
(oC)
T4
(oC)
T5
(oC)
1 220 1.4 100 103.3 102.5 99.7 77.9 63.1
2 220 1.4 100 103.6 102.8 99.8 78 63.2
3 220 1.4 100 104.2 103.5 100.6 78.7 63.7
4 220 1.4 100 104.3 103.6 100.7 79 64
5 220 1.4 100 104.3 103.6 100.7 79 64
Pada Tabel 4.2 merupakan data yang didapat pada saat pengujian
konduktivitas termal dari spesimen pertama dengan komposisi campuran
HDPE 50% dan sekam padi 50%. Tabel 4.3 merupakan data hasil pengujian
konduktivitas termal campuran bahan HDPE dan sekam padi dengan
komposisi perbandingan 60% : 40%. Tabel 4.4 merupakan data hasil
pengujian konduktivitas termal spesimen dengan perbandingan 70% HDPE
dan 30% sekam padi. Berdasarkan hasil pengambilan data terlihat bahwa
terjadi perbedaan temperatur pada plat pemanas, plat dingin dan temperatur
pada spesimen. Terjadi kenaikan suhu secara konstan pada setiap spesimen
Besarnya suhu yang didapat akan menunjukkan hasil pada saat perhitungan.
Dari data yang telah didapat dilakukan perhitungan untuk hasil dari
konduktivitas termal sebagai berikut :
1. Spesimen 50:50
Dalam perhitungan untuk spesimen 50:50 menggunakan rumus sebagai
berikut :
Area tembaga = 3.14 x (0.022)
= 0.001256 m2
Area spesimen = 3.14 x (0.0252)
= 0.001963 m2
Panjang tembaga = 0.09 m
Panjang spesimen = 0.01 m
30
No. Setting Thermostat (oC) K
1 75 396.892
2 100 395.316
3 125 393.872
4 150 392.564
Percobaan pertama
Kcu = (K3 – K2)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (393.872−395.316)𝑥(103.15−100)
25 + 395.316
= 395.13
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 395.13 𝑥 0.001256 𝑥 (103.5−102.8)
0.09
= 3.86
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 3.86 𝑥 0.01
0.001963 𝑥 (97.6−72.5)
= 0.78
Percobaan kedua
Kcu = (K3 – K2)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (393.872−395.316)𝑥(103.1−100)
25 + 395.316
= 395.14
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 395.14 𝑥 0.001256 𝑥 (103.4−102.8)
0.09
= 3.31
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 3.31 𝑥 0.01
0.001963 𝑥 (97.6−72.7)
= 0.68
Percobaan ketiga
Kcu = (K3 – K2)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (393.872−395.316)𝑥(103.4−100)
25 + 395.316
= 395.12
31
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 395.12 𝑥 0.001256 𝑥 (103.8−103)
0.09
= 4.41
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 4.41 𝑥 0.01
0.001963 𝑥 (97.8−73.1)
= 0.91
Percobaan keempat
Kcu = (K3 – K2)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (393.872−395.316)𝑥(103.65−100)
25 + 395.316
= 395.11
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 395.11 𝑥 0.001256 𝑥 (104−103.3)
0.09
= 3.86
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 3.86 𝑥 0.01
0.001963 𝑥 (98.2−73.7)
= 0.80
Percobaan kelima
Kcu = (K3 – K2)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (393.872−395.316)𝑥(103.4−100)
25 + 395.316
= 395.12
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 395.12 𝑥 0.001256 𝑥 (103.7−103.1)
0.09
= 3.31
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 3.31 𝑥 0.01
0.001963 𝑥 (98.1−73.9)
= 0.70
32
Jadi, k = 𝑘1+𝑘2+𝑘3+𝑘4+𝑘5
5
K = 0.77
Tabel 4.5 Konduktivitas Termal Spesimen 50 : 50
Perco
baan
T
eks
(oC)
T1
(oC)
T2
(oC)
T3
(oC)
T4
(oC)
Q
cu K cu
k
(𝑊 𝑚. 𝑘⁄ )
1 100 103.5 102.8 97.6 72.5 3.86 395.
13 0.78
2 100 103.4 102.8 97.6 72.7 3.31 395.
14 0.68
3 100 103.8 103 97.8 73.1 4.41 395.
12 0.91
4 100 104 103.3 98.2 73.7 3.86 395.
11 0.80
5 100 103.7 103.1 98.1 73.9 3.31 395.
12 0.70
k 0.77
2. Spesimen 60:40
Dalam perhitungan untuk spesimen 60:40 menggunakan rumus
sebagai berikut :
Area tembaga = 3.14 x (0.022)
= 0.001256 m2
Area spesimen = 3.14 x (0.0252)
= 0.001963 m2
Panjang tembaga = 0.09 m
Panjang spesimen = 0.01m
No. Setting Thermostat (oC) K
1 75 396.892
2 100 395.316
3 125 393.872
4 150 392.564
Percobaan pertama
Kcu = (K2 – K1)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (395.316−396.892)𝑥(99.35−75)
25 + 395.316
= 393.78
33
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 393.78 𝑥 0.001256 𝑥 (99.7−99)
0.09
= 3.85
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 3.85 𝑥 0.01
0.001963 𝑥 (93.2−68.8)
= 0.80
Percobaan kedua
Kcu = (K2 – K1)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (395.316−396.892)𝑥(99.35−75)
25 + 395.316
= 393.78
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 393.78 𝑥 0.001256 𝑥 (99.7−99)
0.09
= 3.85
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 3.85 𝑥 0.01
0.001963 𝑥 (93.3−68.8)
= 0.80
Percobaan ketiga
Kcu = (K2 – K1)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (395.316−396.892)𝑥(99.6−75)
25 + 395.316
= 393.77
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 393.77 𝑥 0.001256 𝑥 (99.9−99.3)
0.09
= 3.30
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 3.30 𝑥 0.01
0.001963 𝑥 (93.7−68.94)
= 0.69
34
Percobaan keempat
Kcu = (K2 – K1)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (395.316−396.892)𝑥(99.6−75)
25 + 395.316
= 393.77
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 393.77 𝑥 0.001256 𝑥 (100−99.2)
0.09
= 4.40
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 4.40 𝑥 0.01
0.001963 𝑥 (93.8−69.6)
= 0.93
Percobaan kelima
Kcu = (K2 – K1)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (395.316−396.892)𝑥(99.4−75)
25 + 395.316
= 393.78
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 393.78 𝑥 0.001256 𝑥 (99.7−99.1)
0.09
= 3.30
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 3.30 𝑥 0.01
0.001963 𝑥 (93.6−69.6)
= 0.70
Jadi, k = 𝑘1+𝑘2+𝑘3+𝑘4+𝑘5
5
K = 0.78
Tabel 4.6 Konduktivitas Termal Spesimen 60:40
Perco
baan
T
eks
(oC)
T1
(oC)
T2
(oC)
T3
(oC)
T4
(oC)
Q
cu K cu
k
(𝑊 𝑚. 𝑘⁄ )
1 100 99.7 99 93.2 68.8 3.85 393.
78 0.80
2 100 99.7 99 93.2 68.8 3.85 393.
78 0.80
35
3 100 99.9 99.3 93.7 69.4 3.30 393.
77 0.69
4 100 100 99.2 93.8 69.6 4.40 393.
77 0.93
5 100 99.7 99.1 93.6 69.6 3.30 393.
78 0.70
k 0.78
3. Spesimen 70:30
Dalam perhitungan untuk spesimen 60:40 menggunakan rumus sebagai
berikut :
Area tembaga = 3.14 x (0.022)
= 0.001256 m2
Area spesimen = 3.14 x (0.0252)
= 0.001963 m2
Panjang tembaga = 0.09 m
Panjang spesimen = 0.009 m
No. Setting Thermostat (oC) K
1 75 396.892
2 100 395.316
3 125 393.872
4 150 392.564
1. Percobaan pertama
Kcu = (K3 – K2)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (393.872−395.316)𝑥(102.9−100)
25 + 395.316
= 395.15
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 395.15 𝑥 0.001256 𝑥 (103.3−102.5)
0.09
= 4.41
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 4.41 𝑥 0.009
0.001963 𝑥 (99.7−77.9)
= 0.93
2. Percobaan kedua
Kcu = (K3 – K2)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (393.872−395.316)𝑥(1023.2−100)
25 + 395.316
36
= 395.13
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 395.13 𝑥 0.001256 𝑥 (103.6−102.8)
0.09
= 4.41
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 4.41 𝑥 0.009
0.001963 𝑥 (99.8−78)
= 0.93
3. Percobaan ketiga
Kcu = (K3 – K2)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (393.872−395.316)𝑥(103.85−100)
25 + 395.316
= 395.09
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 395.09 𝑥 0.001256 𝑥 (104.2−103.5)
0.09
= 3.86
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 3.86 𝑥 0.009
0.001963 𝑥 (100.6−78.7)
= 0.81
4. Percobaan keempat
Kcu = (K3 – K2)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (393.872−395.316)𝑥(103.95−100)
25 + 395.316
= 395.09
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 395.15 𝑥 0.001256 𝑥 (104.3−103.6)
0.09
= 3.86
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 3.86 𝑥 0.009
0.001963 𝑥 (100.7−79)
= 0.82
37
5. Percobaan kelima
Kcu = (K3 – K2)𝑥 (𝑇𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠𝑡𝑎𝑡)
25 + K2
= (393.872−395.316)𝑥(103.95−100)
25 + 395.316
= 395.09
Qcu = 𝐾𝑐𝑢 𝑥 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 𝑥 (𝑇1−𝑇2)
𝑙
= 395.15 𝑥 0.001256 𝑥 (104.3−103.6)
0.09
= 3.86
k = 𝑄𝑐𝑢 𝑥 𝑙
𝐴 𝑥 (𝑇3−𝑇4)
= 4.41 𝑥 0.009
0.001963 𝑥 (100.7−79)
= 0.82
Jadi, k = 𝑘1+𝑘2+𝑘3+𝑘4+𝑘5
5
K = 0.86
Tabel 4.7 Konduktivitas Termal Spesimen 70 : 30
Perco
baan
T
eks
(oC)
T1
(oC)
T2
(oC)
T3
(oC)
T4
(oC)
Q
cu K cu
k
(𝑊 𝑚. 𝑘⁄ )
1 100 103.3 102.5 99.7 77.9 4.41 393.
15 0.93
2 100 103.6 102.8 99.8 78 4.41 393.
13 0.93
3 100 104.2 103.5 100.
6 78.7 3.86
393.
09 0.81
4 100 104.3 103.6 100.
7 79 3.86
393.
09 0.82
5 100 104.3 103.6 100.
7 79 3.86
393.
09 0.82
k 0.86
Pengujian dilakukan dengan menggunakan tiga spesimen
campuran HDPE dan sekam padi dengan perbandingan 50:50, 60:40 dan
70:30. Dari perhitungan didapatkan hasil perhitungan yang tercantum pada
Tabel 4.8. Pada Tabel 4.8 dapat dilihat bahwa campuran antara HDPE dan
sekam padi dengan komposisi 50:50 memiliki konduktivitas termal sebesar
0.77, untuk komposisi campuran 60:40 memiliki konduktivitas termal
sebesar 0.78, dan untuk campuran dengan komposisi 70:30 memiliki
konduktivitas termal sebesar 0.86. Konduktivitas terendah dari tiga
spesimen lain didapatkan pada spesimen 50:50, hal ini dikarenakan sekam
38
padi memiliki kandungan isolator yang lebih baik dari pada HDPE sehingga
dengan semakin banyaknya sekam padi mampu menurunkan dan
menyeimbangkan nilai konduktivitas termal HDPE yang lebih tinggi.
Sedangkan pada campuran dengan komposisi 60:40 dan 70:30 memiliki
nilai konduktivitas termal tinggi dikarenakan kandungan HDPE yang lebih
banyak dibandingkan sekam padi.
Tabel 4.8 Konduktivitas Termal Setiap Spesimen
Variasi Spesimen Konduktivitas Termal
50 : 50 0.77
60 : 40 0.78
70 : 30 0.86
Gambar 4.3 Grafik pengujian konduktivitas termal
Dari grafik yang terdapat pada Gambar 4.3 dapat disimpulkan
bahwa nilai konduktivitas terendah terdapat pada campuran HDPE dan
sekam padi dengan komposisi 50:50. Hal ini karena banyaknya
kandungan sekam padi mampu memperkecil nilai konduktivitas pada
HDPE yang cenderung tinggi.
4.2.2. Perhitungan Massa Jenis Komposit
Pengujian massa jenis ini bertujuan untuk mengetahui berapa
besar densitas dari bahan campuran HDPE dan sekam padi. Pada proses
pengujian ini, komposit yang berbentuk tabung ditimbang menggunakan
timbangan digital. Setelah mengetahui berapa berat dari tiap spesimen,
dihitung massa jenis bahan menggunakan rumus massa jenis.
Perhitungan massa jenis komposit ini mengacu pada massa persatuan
0.77 0.78
0.86
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
Ko
nd
ukt
ivit
as T
erm
al
Spesimen
Grafik Pengujian Konduktivitas Termal
Spesimen 1
Spesimen 2
Spesimen 3
39
volume dimana banyaknya jumlah zat tidak akan berpengaruh dan tetap
sama. Terdapat 3 spesimen komposit untuk perhitungan massa jenis
yaitu bahan campuran HDPE dengan sekam padi sebanyak 50:50, 60:40
dan 70:30 yang memiliki dimensi dengan diameter 50 mm dan tinggi 50
mm. Proses perhitungan massa jenis dilakukan ketika spesimen telah
dijemur selama 72 jam untuk menghilangkan kandungan xylene.
(a) (b)
(c)
Gambar 4.4 Spesimen Uji Massa Jenis
Gambar 4.4 merupakan spesimen dengan bentuk tabung yang digunakan
untuk perhitungan massa jenis. Perhitungan massa jenis menggunakan
rumus sebagai berikut :
ρ = 𝑚
𝑣
Dimana :
ρ = massa jenis (gr/cm3)
m = massa (gr)
V = volume (cm3)
40
1. Spesimen 50:50
Mspesimen = 69 gram
Vspesimen = π x r2 x t
= 98.125 cm3
Maka, ρ = 𝑚
𝑣
= 69
98.125
= 0.70 gr/cm3
2. Spesimen 60:40
Mspesimen = 72 gram
Vspesimen = π x r2 x t
= 98.125 cm3
Maka, ρ = 𝑚
𝑣
= 71
98.125
= 0.73 gr/cm3
3. Spesimen 70:30
Mspesimen = 80 gram
Vspesimen = π x r2 x t
= 98.125 cm3
Maka, ρ = 𝑚
𝑣
= 63
98.125
= 0.82 gr/cm3
Dari perhitungan masing-masing spesimen didapatkan hasil sebagai
berikut :
Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Massa Jenis
Spesimen Massa (gr) Volume (cm3) ρ
50:50 69 98.125 0.70
60:40 72 98.125 0.73
70:30 80 98.125 0.82
41
Gambar 4.5 Grafik Hasil Perhitungan Massa Jenis
Pada Gambar 4.5 didapatkan hasil bahwa spesimen dengan komposisi
campuran HDPE dan sekam padi sebanyak 50:50 memiliki massa jenis
sebesar 0.70 gr/cm3, komposisi 60:40 memiliki massa jenis dengan nilai
0.73 gr/cm3, dan komposisi 70:30 memiliki nilai massa jenis sebesar
0.82 gr/cm3. Dari perhitungan yang telah dilakukan dapat disimpulkan
bahwa spesimen dengan komposisi campuran 50:50 memiliki nilai
massa jenis terendah.
4.3 Pengujian Prototype Cold Storage
Pengujian dilakukan dari hasil desain dan setelah pengujian spesimen komposit
dengan cara pembuatan prototype cold storage untuk palka kapal ikan 30GT. Percobaan
ini dilakukan untuk mengetahui suhu terendah dan lama waktu yang dapat dicapai dengan
penggunaan insulasi cold storage dari bahan campuran HDPE dan sekam padi serta
kondisi ikan yang telah didinginkan. Pada pengujian ini prototype menggunakan lapisan
fiber agar campuran HDPE dan sekam padi tidak bercampur dengan ikan apabila es batu
telah mencair dan merusak kesegaran ikan yang disimpan. Temperatur dalam percobaan
ini meliputi temperatur lingkungan, temperatur prototype, temperatur ikan dan
temperatur beban (es batu). Prototype cold storage memiliki ukuran 24 cm x 24 cm x 24
cm dengan ketebalan 3cm disetiap sisinya, dapat dilihat pada Gambar 4.6.
0.64
0.66
0.68
0.7
0.72
0.74
0.76
0.78
0.8
0.82
0.84
1 2 3
Grafik Perhitungan Massa Jenis
42
Gambar 4.6 Prototype Cold Storage
Komposisi yang digunakan untuk prototype isolasi cold storage ini adalah 50:50
antara HDPE dan sekam padi. Komposisi ini dipilih karena memiliki nilai konduktivitas
termal terendah dibanding dengan komposisi spesimen 60:40 dan 70:30 selain itu dengan
komposisi tersebut prototype akan lebih kuat karena memiliki ketahanan yang seimbang
antara HDPE dan sekam padi, serta memiliki nilai massa jenis terendah kedua. Proses
pembuatan kotak prototype isolasi cold storage ini memerlukan beberapa alat dan bahan,
diantaranya HDPE, sekam adi yang sudah dihaluskan, xylene, oven untuk melelehkan
HDPE, aluminium foil sebagai pelapis cetakan agar komposit tidak menempel pada
cetakan, dan cetakan berbentuk kotak dengan ukuran 24 cm x 24 cm dengan ketebalan 3
cm. Pengukuran temperatur menggunakan thermometer digital yang sensornya
diletakkan pada setiap titik T1, T2, T3 dan T4. Titik T1 merupakan temperatur dari es
batu atau beban pendingin, T2 merupakan temperatur pada ikan, T3 merupakan
temperatur dari kotak prototype dan T4 merupakan temperatur lingkungan. Beban
pendingin menggunakan cacahan es batu agar mempermudah dalam peletakkan dan
mempermudah dalam pengambilan data, jumlah yang digunakan adalah 0,5 kg es batu
cacah. Untuk ikan yang digunakan adalah ikan laut jenis ikan ekor kuning dengan berat
0,194 kg. Pengambilan data dalam pengujian ini dilakukan setiap 1 jam sekali selama 24
jam. Hasil dari pengukuran ditunjukkan pada Tabel 4.10.
Tabel 4.10 Pengukuran Temperatur Prototype isolasi Cold Storage
Waktu
(jam)
T1
(Temperatur
Es)
T2
(Temperatur
Ikan)
T3
(Temperatur HDPE
dan sekam padi)
T4
(Temperatur
Lingkungan)
0 0.1 0.7 5.4 31.2
1 -2 -1.7 2.2 30.2
2 -0.8 -1.6 2.9 29.5
3 0 -0.9 3.6 28.8
43
4 0.1 0 3.6 28.5
5 0.1 0 3.7 28
6 0.1 0 3.5 27.7
7 0.3 0 5.4 27.8
8 2 0 7.5 27.8
9 2.7 0.1 9.6 27.4
10 3.1 0.1 11.9 26.7
11 4.5 0.9 14.1 26.7
12 5.1 1 15.6 26.2
13 4.2 0.9 16.4 26.2
14 5.8 1.6 16.8 25.9
15 6.4 2.4 17.4 26.6
16 8.7 5.7 18.2 27.1
17 11.9 6.6 18.7 27
18 13 10 18.8 28.9
19 15 12.3 18.9 29.3
20 17.4 13.5 19.2 30.6
21 19 14.1 19.7 30.6
22 23.3 17.3 20.9 30.9
23 24.8 17.6 24.6 30.1
24 25.6 19 26.4 29.9
Selama 24 jam pengukuran dan pengamatan dengan temperatur lingkungan
berkisar antara 25 – 31 oC, beban es yang ada pada kotak prototype telah mencair.
Temperatur pada T1 yaitu es batu memiliki suhu terendah sebesar -2 oC dan suhu tertinggi
sebesar 25.6 oC. Temperatur yang ada pada T1 mampu menjaga suhu dengan baik karena
bisa mempertahankan suhu dengan konstan dan tidak terlalu cepat mencair dengan
rentang waktu 24 jam didalam kotak prototype. Temperatur T2 yaitu ikan memiliki suhu
terendah sebesar – 1.7 oC dan suhu tertinggi sebesar 19 oC. Temperatur T3 yaitu suhu
didalam kotak prototype memiliki suhu terendah sebesar 2.2 oC dan suhu tertinggi
sebesar 36.4 oC. Penggunaan insulasi dengan bahan komposit campuran HDPE dan
sekam padi mampu menahan suhu es batu dibawah 10 oC selama 16 jam dan mampu
mempertahan suhu ikan selama 18 jam dengan rentang suhu didalam prototype antara 2 oC hingga 18 oC. Temperatur yang ada pada insulasi mampu menjaga suhu dengan baik
karena bisa mempertahankan suhu dengan konstan dan tidak terlalu cepat mencair
dengan rentang waktu 24 jam didalam kotak prototype. Rata-rata kenaikan suhu antar
T1, T2, T3, dan T4 sebanyak 0.8 dan tertinggi 4.3 disetiap jamnya. Suhu yang ada pada
lingkungan sangat mempengaruhi suhu didalam kotak protype karena apabila suhu
lingkungan tinggi maka suhu yang ada didalam kotak pun juga akan bertambah tinggi
dan apabila suhu lingkungan rendah maka suhu yang ada pada kotak juga cenderung akan
menurun. Hal ini dibuktikan dengan percobaan yang telah dilakukan selama 24 jam pada
kotak prototype berbahan campuran HDPE dan sekam padi. Pada Gambar 4.7 dapat
dilihat grafik perbandingan hasil percobaan kotak prototype selama 24 jam.
44
Gambar 4.7 Grafik perbandingan pengujian prototype
Nilai konduktivitas pada komposit berbahan campuran HDPE dan sekam padi
sebesar 0.77, hal ini menyebabkan kurang optimalnya kotak prototype menjaga suhu
yang ada didalamnya. Apabila nilai konduktivitas semakin rendah maka akan semakin
baik dalam mempertahankan suhu yang ada didalamnya. Kurang optimalnya prototype
dalam menjaga suhu dikarenakan kurang tercampurnya antara bahan HDPE dan sekam
padi. Namun bahan HDPE ini memiliki kontruksi yang sangat kuat apabila digunakan
sebagai bahan insulasi pada kapal. Penyambungan komposit dapat mempengaruhi nilai
konduktivitas termal didalam kotak prototype. Penambahan fiber pada kotak prototype
membuat kotak semakin kedap dan bagus dalam pengujian karena fiber memiliki sifat
yang kuat dan kedap sehingga air yang ada dalam kotak tidak meluber keluar atau bocor
dan dapat menjaga suhu ruangan tetap dalam keadaan stabil.
Berbagai macam sifat karakteristik material insulasi yang baik yaitu mencakup
sifat kimia dan fisika yang pada umumnya dimiliki oleh material polyurethane. Hal inilah
yang membuat beberapa industri kapal perikanan memilih polyurethane sebagai material
insulasi pada palka. Keuntungan dalam penggunaan polyurethane sebagai palka yaitu
memiliki sifat konduktivitas termal yang lebih rendah dengan nilai k sebesar 0,023 serta
mudah dalam pemasangan. Insulasi pada palka kapal perikanan yang baik yaitu memiliki
kerapatan insulasi mencapai ρ ≥ 30kg/m3. Polyurethane merupakan salah satu material
insulasi berbentuk busa yang didalamnya terdapat kandungan gas. Gas merupakan
penghantar panas yang buruk, oleh sebab itu pemilihan material jenis ini dapat
memperlambat pencairan es batu yang digunakan pada palka kapal perikanan dan dapat
menjaga kualitas ikan tetap dalam keadaan segar.
Dari percobaan yang telah dilakukan menunjukkan bahwa bahan campuran
HDPE dan sekam padi tidak lebih bagus dari bahan isolasi palka kapal ikan yang telah
ada dikarenakan kandungan konduktivitas termal yang lebih tinggi dibanding dengan